光合作用篇

　　AB段(0-2時)：凌晨時分，植物只進(jìn)行呼吸作用，放出二氧化碳。

　　BC段(2-6時)(按照我們老師的說法是2-5時)：植物仍然只進(jìn)行呼吸作用，不同的是溫度降低，呼吸速率減慢。

　　CD段(6-8時)：太陽升起，植物開始進(jìn)行光合作用，但尚未達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)。

　　D點(diǎn)：植物達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)，即光合作用強(qiáng)度等于呼吸作用強(qiáng)度。接下來二氧化碳濃度就開始降低了。

　　DE段(8-11時)：光合作用強(qiáng)度大于呼吸作用強(qiáng)度，植物開始有凈積累量。

　　EF段(11-14時)：午休階段。溫度過高，為防止蒸騰失水，氣孔關(guān)閉，胞間二氧化碳增大，吸收二氧化碳含量減少，暗反應(yīng)速率下降，進(jìn)而總(凈)光合速率下降。

　　FG段(14-18時)：午休解除。凈光合速率上升。

　　G點(diǎn)：植物達(dá)到光補(bǔ)償點(diǎn)。

　　GH點(diǎn)(18-20時)：溫度降低，光照減弱，呼吸作用強(qiáng)于光合作用。

　　HI點(diǎn)(20-24時)：光照徹底消失，二氧化碳濃度加速上升。

　　既然找到的兩張圖放在了一起，那就一起講吧。

　　甲圖：作為兩種植物的比較，在此側(cè)重談陰生植物的特點(diǎn)，陽生植物特點(diǎn)對比可推出。

　　陰生植物適合于弱光環(huán)境。在一定的弱光條件下(不能太弱)，陰生植物生長的會比陽生植物更好。在群落演替的過程中，當(dāng)高大的喬木逐漸成為優(yōu)勢種，光照被搶奪時，自然選擇了一部分耐受弱光的植物。

　　陰生植物的葉片肥厚，葉綠體大、多，光合作用的效率更高，因而光補(bǔ)償點(diǎn)也更靠前了。還有一個原因是無光照時，陰生植物呼吸作用強(qiáng)度比陽生植物弱。

　　陰生植物光飽和點(diǎn)較低，這也可以看作是自然選擇的一個結(jié)果。

　　提高光照利用率：陰生植物和陽生植物間種套作。

　　乙圖

　　放這個圖做什么呢，我們可以來提取一下信息，不要覺得很無趣，高考就考信息提取與概括這些奇怪的題目。

　　只看一條曲線，這就是一個普通的凈光合速率隨溫度變化的鐘型曲線，再加上一條呢?信息可就多了。

　　首先，我們發(fā)現(xiàn)大氣二氧化碳濃度并不是飽和的。這也就意味著我們可以通過提高二氧化碳的濃度來提高光合速率。

　　相同溫度下兩條曲線差距的長度有什么意義呢?也就是將大氣二氧化碳濃度提升到飽和二氧化碳濃度光合速率的提升量，我們可以發(fā)現(xiàn)在35度時這個提升是最大的。

　　那么，我們怎樣提高二氧化碳濃度?施放干冰，施放有機(jī)肥都是可行的。有機(jī)肥也就是農(nóng)家肥，可以補(bǔ)充微量元素，不過這和二氧化碳有什么關(guān)系?原因在于微生物的分解作用(分解作用其中很重要的一個環(huán)節(jié)就是呼吸作用，是包含關(guān)系)，這個過程是比較緩慢的。

　　另外，加速空氣流動也是很有必要的，這樣才會有二氧化碳隨時來補(bǔ)充，這和開窗戶透氣是一個道理，“正其風(fēng)，通其行”是經(jīng)典的概括。

　　其次，我們發(fā)現(xiàn)兩條曲線的最適溫度并不是重合的，也就是說，最適溫度還與二氧化碳濃度有關(guān)。

　　這是一個雙變量的問題，進(jìn)而我們因此可以推測二氧化碳的濃度影響了酶的活性，具體原因歡迎大家查閱文獻(xiàn)尋求答案。

　　在雙變量的影響下，結(jié)果往往是多變的。比如說，雙變量組合條件下的實(shí)驗，兩個最優(yōu)條件的搭配有時候不一定是最好的，因為兩個變量可能存在疊加或是排斥效應(yīng)，這也就導(dǎo)致了結(jié)果偏差。做生物實(shí)驗題時，這是尤其需要注意的一點(diǎn)。

　　當(dāng)然有些雙變量也是不受影響的，比如在不同溫度下，最適PH是相同的。

　　隨后，我們還可以發(fā)現(xiàn)，溫度在飽和二氧化碳濃度時作用效應(yīng)更明顯。(曲線波動幅度更大)當(dāng)二氧化碳達(dá)到飽和，不再成為限制條件時，溫度自然就成為了影響光合作用的主要因素，所以溫度的效應(yīng)就明顯了。而在二氧化碳濃度較低時，就有二氧化碳不足在限制光合速率增長，導(dǎo)致光合速率變化幅度小。

　　上圖是一個曾經(jīng)讓我百思不得其解的實(shí)驗裝置。碳酸氫鈉溶液有什么意義?一些教輔這樣說：可以維持空氣中二氧化碳濃度的穩(wěn)定。

　　根據(jù)高中化學(xué)知識，碳酸氫鈉只有在固態(tài)的時候加熱才會分解產(chǎn)生二氧化碳。

　　在向老師求證后，得出的結(jié)論是，這個裝置是命題人來搞笑的。

　　如果真的存在這樣一種強(qiáng)大的溶液，那我們就勉強(qiáng)稱它為二氧化碳緩沖液吧。

　　事實(shí)上，那個錯誤裝置的靈感來自這個實(shí)驗：用光照射不同濃度碳酸氫鈉溶液中的葉圓片，觀察葉片上浮的時間。

　　因為葉片通過光合作用產(chǎn)生了氧氣，氣體托起葉片上升。光合作用越強(qiáng)，單位時間產(chǎn)生氧氣越多，上浮時間就越短。

　　在碳酸氫鈉溶液中，隨溶液酸性增強(qiáng)會有二氧化碳產(chǎn)生，濃度越大產(chǎn)生越多，上浮時間自然縮短。那么為什么之后時間又變長了呢?原因就和把葉片放到高濃度蔗糖溶液里一樣，滲透失水，必然影響光合作用。

　　而以上那個實(shí)驗又是課本實(shí)驗的改裝。原課本實(shí)驗裝置如上(課本用的是小圓形葉片而不是水藻)，通過白熾燈距離植物的遠(yuǎn)近來調(diào)節(jié)光照強(qiáng)度，進(jìn)而探究光照強(qiáng)度對光合作用的影響。

　　有些教輔指出：最好使用節(jié)能燈之類的燈泡，因為白熾燈產(chǎn)熱(可視為將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能)會影響實(shí)驗結(jié)果。

　　這個圖是一個非常經(jīng)典的圖像，用于檢驗?zāi)銓艄夂纤俾省⒖?真)光合速率的辨析。

　　光照下CO2吸收量反映了凈光合速率，黑暗下CO2釋放量反映了呼吸速率，而真正的光合速率是兩條曲線的值相加。由此可見大約35度時總光合作用最強(qiáng)。

　　此圖并不完整，大家可以試著補(bǔ)出右邊的圖像和總光合作用的圖像。

　　之后我們可以推測：真光合速率將會在35℃之后下降，在45℃左右減為0，呼吸作用的最適溫度會比光合作用要高(這個是普遍規(guī)律)，大約在40℃左右，然后就會下降。

　　當(dāng)然這個也要因植物而異，因為每個植物的酶都不一樣(根本原因就是遺傳物質(zhì)不同)，在該圖的這類植物中以上最適溫度都是普遍適用的。

　　然而植物的生長主要看凈光合速率，因此25℃是植物的最適生長溫度。

　　既然談到了溫度，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中怎樣提高產(chǎn)量呢?

　　前提是在溫室栽培。

　　白天適當(dāng)提高溫度(適當(dāng)這個詞是你需要學(xué)會使用的，它很可能就是一個踩分點(diǎn))，光合作用會加快，呼吸作用也會加快，當(dāng)然你要相信“適當(dāng)”一詞保證了光合速率提高更快。

　　晚上適當(dāng)降低溫度，目的是降低呼吸作用的強(qiáng)度。

　　晝夜溫差大有利于有機(jī)物積累，原因就一目了然了。

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